"Новые технологии эксплуатации скважин — новые технологии проектирования

Участники Международного Форума "Белые ночи САПР 2001", проходившего в конце мая в Санкт-Петербурге, могли ознакомиться не только с решениями, предлагаемыми компаниями-организаторами мероприятия, но и услышать рассказ специалистов предприятий о практическом опыте внедрения САПР. Предлагаем Вашему вниманию одно из таких выступлений.

Добрый день, дамы и господа! Меня зовут Дмитрий Сухов. Я представляю Научно-производственное общество "Новые технологии эксплуатации скважин" (НПО НТЭС), в котором работаю инженером-конструктором отдела опытно-конструкторских работ.

Я хочу рассказать вам о сотрудничестве нашего предприятия с компанией АСКОН.

Это сотрудничество началось в 1999 году в Уфе, на выставке "Нефть, Газ", где директор НПО НТЭС Виктор Иванович  Чудин встретился с представителями компании АСКОН и ознакомился с решениями в сфере автоматизации проектно-конструкторских работ на базе системы КОМПАС. По итогам встречи был заключен договор на поставку двух Юбилейных комплектов системы КОМПАС версии 5.8, включающих чертежно-конструкторский редактор КОМПАС-ГРАФИК, Систему проектирования спецификаций, Машиностроительную библиотеку и Систему управления проектами КОМПАС-МЕНЕДЖЕР.

В тот момент инженеры на предприятии занимались выпуском проектно-конструкторской документации за кульманом. Что же изменилось в работе конструктора с появлением САПР КОМПАС-ГРАФИК? :Абсолютно ничего! У вас, господа, возникает резонный вопрос: в чем причина? Я готов назвать Вам целый ряд причин, по которым возникла такая ситуация.

Во-первых, возраст конструкторов был близок к 50-ти годам. Навыки и приемы работы, приобретенные с годами при черчении за кульманом, со справочниками, ГОСТами, ОСТами и прочими нормалями, аккуратно разложенными на столе и книжных полках, создавали своеобразный реакционный барьер: конструктор с трудом мог себе представить, что выпуск графической документации возможен с помощью компьютера. Машина в его понимании была хорошим инструментом для создания текстовой документации и построения диаграмм на базе пакета Microsoft Excel, примерным расчетчиком математических зависимостей, интересным партнером для игры в шахматы. А автоматизация графических работ сводилась к аппликации ксерокопий одинаковых изображений узлов, что являлось поистине реализацией маленькой мечты конструктора о копировании повторяющихся элементов.

Кроме того, сыграла негативную роль и неудачная попытка работы в среде САПР, наименование которой не хотелось бы называть здесь публично. Стоит лишь отметить, что отрицательные эмоции и неприятие этой системы конструкторами были вызваны отсутствием русифицированной версии, необходимостью задания большого числа параметров для построения примитивов и отсутствием поддержки отечественных стандартов и норм ЕСКД.

Возможно также, что специалисты опасались переходить на работу с новой, совершенно незнакомой системой из-за того, что для них не был проведен хотя бы начальный курс обучения.

Ситуация изменилась с приходом на предприятие молодого специалиста. В рамках программы вуза (Казанского авиационного института) я ознакомился как с общим курсом "Информационные технологии", так и с прикладными САПР в области машиностроения. Хотелось бы сделать небольшое отступление и упомянуть о том, что для большинства кафедр нашего вуза характерно творческое отношение к курсам, связанным с информационными технологиями. В учебном процессе используется современное программное обеспечение. Начиная с третьего курса, я выполнял курсовые проекты в различных машиностроительных САПР. Примечательно, что на всех трех предприятиях, которые предлагали мне работу после окончания вуза, требовался специалист, умеющий работать в современных системах автоматизированного проектирования, а не за кульманом.

Итак, моя работа в НПО НТЭС началась на рабочем месте, оснащенном системой КОМПАС. Ее освоение с использованием книг, входящих в комплект поставки (Руководства пользователя и Практического руководства) заняло две недели. Полноценную работу по выпуску чертежно-конструкторской документации, включающей спецификации и сборочные чертежи изделий, я начал через месяц после первого знакомства с системой. Один месяц — это срок, за который любой специалист сможет полностью изучить чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК и комфортно почувствовать себя в его среде.

Как известно, чужой пример заразителен. Теперь, убедившись, что скорость работы за компьютером значительно превосходит скорость ручного черчения, а качество электронных документов не вызывает нареканий, инженеры предприятия стали активно переключаться на работу по созданию конструкторской документации в среде КОМПАС-ГРАФИК.

В настоящий момент системой КОМПАС оснащены все рабочие места конструкторов НПО НТЭС; на предприятии не осталось конструкторов, работающих за чертежной доской. В соответствии со спецификой своей работы мы укомплектовали свои рабочие места прикладными системами и библиотеками, среди которых Система проектирования спецификаций, Библиотека металлоконструкций, Библиотека трубопроводной арматуры (по опыту своей работы могу порекомендовать ее для проектирования трубопроводной обвязки  в нефтяной промышленности, а также в сфере коммунального хозяйства для проектирования элементов водоснабжения и газоснабжения). Отдельно хотелось бы отметить Машиностроительную библиотеку: степень ее наполнения параметрическими изображениями стандартных изделий и элементов позволяет назвать ее универсальным электронным справочником конструктора.

В среде КОМПАС создается не только графическая, но и текстовая документация (технические задания, расчетно-пояснительные записки и т.д.). Кроме того, система активно используется при выпуске демонстрационных материалов и пользовательской документации на разрабатываемые изделия.

На прошлогоднем Форуме "Белые ночи САПР" мы получили версию системы КОМПАС-3D, позволявшую создавать трехмерные модели деталей, а еще через несколько месяцев — версию 5.10, поддерживающую работу с моделями сборок. Наглядность представления результата проектирования стала для многих специалистов дополнительным аргументом в пользу использования САПР. Преимущества перехода на технологию проектирования объемной модели с последующим формированием документации очевидны. Вначале в КОМПАС-3D прорабатывается общая концепция, компоновка изделия, причем уже на этом этапе конструкцию можно наглядно продемонстрировать потенциальному заказчику или инвестору, а при необходимости прямо в модели внести нужные коррективы. И только затем, когда правильность конструкции проверена на трехмерной модели, ее параметры согласованы с заказчиком, выпускается конструкторская документация. Благодаря этому практически сводятся к нулю затраты времени на такую кропотливую работу, как переделка документации (ранее при необходимости изменить какой-либо параметр изделия иногда приходилось создавать чертежи заново).

Хочу подчеркнуть, что НПО НТЭС — самостоятельная фирма, работающая (как и большинство современных предприятий) на принципах самоокупаемости. Поэтому внедрение САПР является для нас не модным поветрием, а реальным инструментом повышения производительности труда, уменьшения сроков разработок при одновременном повышении их качества, а значит, фактором повышения рентабельности и конкурентоспособности. Мы высоко оцениваем положительный эффект от использования системы КОМПАС; я хотел бы продемонстрировать его на примере создания конструкторской документации на групповую замерную установку (рисунок 1).

На рисунке показана групповая замерная установка (ГЗУ) на базе счетчика СКЖ, выполненная в системе твердотельного моделирования КОМПАС-3D. Владельцем этого изделия является АО "Татнефть", разработку проекта ГЗУ вели специалисты НПО НТЭС. Установки предназначены для более точного измерения дебета жидкости нефтяных скважин массовым методом, расширения диапазона измеряемых расходов и оптимального подбора по параметрам для монтажа на месте эксплуатации.

Целью разработки является создание модульного ряда групповых замерных установок типа "ДЕЛЬТА" с возможностью наращивания измерительных линий от 4 до 12 (в зависимости от производительности куста нефтяных скважин). На рисунке вы видите базовый модуль на 4 скважины, также был разработан базовый модуль на 6 скважин. По проекту предусмотрен присоединительный модуль на 4 и 6 измерительных линий. Установив на куст базовый модуль, а впоследствии выяснив, что производительность куста стала выше запланированной, либо увеличив число скважин на кусте, можно нарастить количество измерительных линий путем добавления к базовому присоединительного модуля. Таким образом решается задача оптимального подбора состава технологического оборудования по параметрам скважины в данное время в данном месте.

Порядок проектирования был следующим.

В КОМПАС-3D была смоделирована рама; для построения стандартных профилей использовались элементы из конструкторской библиотеки. Затем на основе электронных чертежей из архива, сформированного ранее при работе конструкторов отдела, были созданы корпуса приборов.

Корпуса размещены на раме и обвязаны трубопроводной обвязкой. Элементы трубопроводной обвязки построены в среде КОМПАС-3D с использованием прикладной Библиотеки трубопроводной арматуры. Трубы, отводы, задвижки, фланцы не обязательно являются точными моделями реальных изделий, а лишь повторяют их внешний контур в той степени, в которой это необходимо для последующей генерации чертежей в соответствии с нормами ЕСКД.

При создании трехмерных элементов не всегда требуется вводить точные значения их параметров. Например, система позволяет в качестве основания эскиза профиля использовать плоскую грань построенной ранее детали, а также производить выдавливание до указанной поверхности; необходимые зазоры под сварочную операцию можно назначить, воспользовавшись расширенными параметрами построения, либо учесть в сгенерированных чертежах деталей.

При необходимости можно воспользоваться библиотекой крепежа для КОМПАС-3D.

Построенная в КОМПАС-3D модель позволяет поработать над компоновкой, например, выбрать оптимальный угол наклона задвижек и их размещение еще на стадии эскизного проектирования, выполнить доработки, опробовать новые идеи, например, ввести в конструкцию укрытие для условий холодного климата. Кроме того, еще до создания конструкторской документации можно принять определенные решения, например, оценив массоцентровочные характеристики изделия.

Над созданием показанного на рисунке базового модуля на 4 измерительные линии работал один конструктор в течение 1 месяца. На создание базового модуля на 6 измерительных линий потребовалось лишь немного перестроить раму и увеличить количество необходимых элементов. Эта работа заняла всего 2 дня. Понятно, что при использовании прежних технологий проектирования (т.е. вычерчивании конструкторской документации сразу, без трехмерного моделирования, а тем более при ручном черчении) создание изделия на базе существующего прототипа не было бы таким быстрым.

По окончании работы над сборкой были сгенерированы чертежи узлов и деталей: созданы необходимые виды, сечения и разрезы, добавлены нужные размеры и технологические обозначения. Затем к комплекту документации были добавлены требуемые спецификации. Благодаря широкому функционалу системы КОМПАС и тому, что мое рабочее место укомплектовано необходимым набором прикладных библиотек, графические документы оформляются легко и быстро; подбор допусков и отклонений, создание изображений стандартных изделий и многие другие рутинные операции выполняются буквально за несколько нажатий кнопки мыши. Соответствие полученной документации нормам ЕСКД достигается без каких бы то ни было усилий со стороны пользователя.

В общей сложности разработка комплекта конструкторской документации на представленное изделие заняла 2 месяца (силами одного конструктора). В данный момент изделие находится в стадии разработки; его внедрение по срокам проекта намечено на начало 2002 г.

Очевидный успех применения САПР КОМПАС на НПО НТЭС вдохновляет нас на дальнейшее движение в направлении автоматизации рабочих процессов. На предприятии уже назрела необходимость широкого внедрения системы документооборота и управления проектами. В качестве такой системы мы предполагаем использовать КОМПАС-МЕНЕДЖЕР. Стремительно растущее количество выпускаемых нами электронных документов заставляет задуматься и о необходимости внедрения системы ведения электронного архива, которая позволит организовать надежное хранение имеющихся документов и оперативный доступ к ним (например, для поиска существующих прототипов с целью их заимствования). Мы уверены, что дальнейшее сотрудничество с компанией АСКОН позволит НПО НТЭС эффективно решить эти задачи.

Пользуясь предоставленной трибуной, хочу выразить благодарность специалистам АСКОН, Службе технической поддержки компании за оперативное и качественное сопровождение предлагаемых продуктов, за готовность в случае необходимости прийти на помощь клиенту, что вы не один раз доказали за полтора года совместной работы. С вами очень приятно иметь дело, господа.

Благодарю за внимание.